發(fā)布日期：2018-05-23

　　英國《自然·通訊》雜志22日發(fā)布了Sc2.0（真核生物酵母人工基因組合成）國際合作計劃的一系列最新成果：多國科學家將基因組重排系統(tǒng)（SCRaMbLE）應用于酵母的合成染色體，加快了酵母菌株演化。這些合成生物技術(shù)的最新進展不但能推進人類藥物合成進程，還將進一步加強我們對生命過程的調(diào)節(jié)和控制能力。

釀酒酵母是第一個被全基因組測序的真核生物，但其需要經(jīng)過一定改造才能產(chǎn)出特定產(chǎn)物或忍耐嚴酷的工業(yè)條件。而所謂基因組重排系統(tǒng)（SCRaMbLE），旨在通過重排合成染色體上的基因，形成大量的遺傳多樣性。之后人們可以根據(jù)期望的目標，如改進產(chǎn)物合成，來篩選所得的菌株。對于單倍體酵母而言，如果刪除了關(guān)鍵基因，也許會殺死原本可能多產(chǎn)的菌株。

為了解決這個問題，美國紐約大學朗格尼醫(yī)學中心研究團隊讓包含合成染色體的酵母與野生型釀酒酵母或近親的奇異酵母（S. paradoxus）雜交。這樣得到的二倍體后代比單倍體菌株更強健，能在42℃高溫和高咖啡因條件下生長。

在另一項研究中，英國帝國理工學院團隊將SCRaMbLE系統(tǒng)應用在一個攜帶完全合成染色體V的酵母菌株上，以改進藥物合成，使該酵母菌株代謝另一種糖源。研究人員將青霉素的生物合成途徑添加到該酵母上，并利用SCRaMbLE系統(tǒng)對酵母基因組加以處理，最終使其生產(chǎn)率較過去增加兩倍。他們還通過SCRaMbLE系統(tǒng)推動了酵母菌株利用木糖生長（木糖廣泛存在于植物中）。

2012年，中美聯(lián)合推動Sc2.0國際合作計劃，并由中國科學家人工合成16條釀酒酵母染色體中的4條，占國際已完成數(shù)量的66.7%。《自然·通訊》此次發(fā)布的一系列論文合集，都是關(guān)于重新設(shè)計酵母基因組的實驗成果，隨附的評論文章肯定了該進展對于合成生物學、生物技術(shù)以及基因組認知的潛在應用和影響。

來源：科技日報